Funkenerosives Verfahren und Vorrichtung zur Mehrdrahtbearbeitung

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum funkenerosiven Bearbeiten eines Werkstückes (18), wobei die Bearbeitung mit wenigstens zwei Drahtelektroden (8) durchgeführt wird, welches die folgenden Schritte umfaßt: Ermitteln des Versatzes der beiden Positionen der wenigstens zwei Drahtelektroden (8) zueinander, die die Drahtelektroden (8) bei ihrer Einspannung aufgrund ihres Eintrittswinkels (γ₀) auf eine zugehörige Drahtführung (6) und ihrer unterschiedlichen Drahteigenschaften in Höhe des Werkstückes (18) einnehmen, und Korrigieren der Positionen für die Drahtelektroden (8) während der Werkstückbearbeitung nach Wechsel von einer Drahtelektrode (8) zur nächsten auf der Grundlage des zwischen diesen Drahtelektroden (8) ermittelten Versatzes.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum funkenerosiven Bearbeiten eines Werkstückes, wobei die Bearbeitung mit wenigstens zwei Drahtelektroden durchgeführt wird (sogenannte Mehrdrahtbearbeitung), sowie eine entsprechende Drahterosionsmaschine.

[0002] Bei funkenerosiven Drahtschneidemaschinen wird die Form des zu fertigenden Werkstückes erzeugt, indem Drahtelektrode und Werkstück so gegeneinander verfahren werden, daß die erwünschte (im NC-Programm festgelegte) Kontur entsteht. Die Drahtelektrode ist hierbei ein Endlosdraht, der kontinuierlich an der Wirkstelle vorbeigeführt wird, und dadurch ständig erneuert wird. Für die Bearbeitung kommt es zum Erreichen bestimmter Bearbeitungsziele (Genauigkeit, Oberflächenbeschaffenheit der Schnittfläche, etc.) u.a. stark auf die verwendete Drahtelektrode an. Daher ist es oftmals zweckmäßig, während einer komplexeren Bearbeitungen unterschiedliche Drahtelektroden zu verwenden. Durch spezifische Auswahl unterschiedlicher Elektrodensorten können verschiedene Bearbeitungsvorgänge hinsichtlich des Erosionsvorganges optimiert werden, oder es können einfach unterschiedliche Geometrien geschnitten werden. Auf konventionellen Drahterodiermaschinen ist es möglich, verschiedene Arbeitsschritte mit unterschiedlichen Drahtelektroden auszuführen. Dazu muß der Operateur jedoch manuell die Drahtvorratsspule ersetzen und das Programm mit passenden Technologieparameter aufrufen. Die Bearbeitung mit mehreren Drahtsorten war deshalb bislang eine Ausnahme; die jeweilige Bearbeitungsaufgabe wurde im Allgemeinen mit einem einzigen Draht ausgeführt. Seit einigen Jahren sind jedoch bereits Drahterodiermaschinen mit einer automatischen Drahtwechseleinrichtung bekannt, wie sie beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift JP 56-069037 offenbart ist. Ein offensichtlicher Vorteil einer solchen Drahterodiermaschine liegt in der erhöhten Autonomie. So können für die Bearbeitung des Werkstückes die verschiedenen Drahtsorten im Rahmen einer unbeaufsichtigten Bearbeitung eingesetzt werden. Durch den automatischen Drahtwechsel werden die Bearbeitungszeit und damit auch die Fertigungskosten reduziert.

[0003] Es gibt diverse Gründe die zur Wahl der einen oder der anderen Drahtsorte führen können, doch das wichtigste Bestimmungskriterium ist der kleinste Innenradius r_Imin der zu schneidenden Kontur. Dieser ergibt sich aus der Summe des halben Drahtdurchmessers und der Funkenspaltbreite wie folgt:

[0004] Daraus folgt umgekehrt, daß der Drahtdurchmesser bei vorgegebenem kleinsten Innenradius wie folgt gewählt werden muß:

[0005] Die Verwendung einer automatischen Drahtwechseleinrichtung und diverser Drahtelektroden im Rahmen verknüpfter Bearbeitungen stellt jedoch neue Probleme, insbesondere was die Auswirkung auf die zu schneidende Kontur betrifft. Die Druckschrift US 5'237'145 beschreibt hierzu ein Drahterodierverfahren, bei dem eine erste Drahtelektrode aus einer Mehrzahl von auf Drahtvorratsrollen bereitstehenden Drahtelektroden ausgewählt wird, die ausgewählte Drahtelektrode eingefädelt und die funkenerosive Bearbeitung aufgenommen wird, die erste Drahtelektrode durch eine zweite Drahtelektrode mit unterschiedlichem Durchmesser ersetzt wird und für die zweite Drahtelektrode eine Anpassung der zu schneidenden Kontur und der Funkenspaltbreite erfolgt. Konturanpassung ist eine durch den unterschiedlichen Drahtdurchmesser bedingte Offset-Korrektur quer zur jeweiligen Schnittrichtung. Die ganze Kontur wird also entsprechend "verkleinert" oder "vergrössert". Weitergehende Korrekturen sind aus dieser Druckschrift jedoch nicht bekannt.

[0006] Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Bearbeitungsgenauigkeit bei einer Mehrdrahtbearbeitung eines Bearbeitungsobjektes auf einer Drahterodiermaschine zu verbessern.

[0007] Die Erfindung erreicht dieses Ziel jeweils mit den Gegenständen der Ansprüche 1 und 17. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

[0008] Danach wird beim funkenerosiven Bearbeiten eines Werkstükkes, bei dem mit wenigstens zwei Drahtelektroden bearbeitet wird, der Versatz der beiden Positionen der wenigstens zwei Drahtelektroden zueinander ermittelt, die die Drahtelektroden bei ihrer Einspannung aufgrund ihres Eintrittswinkels auf eine zugehörige Drahtführung und ihrer unterschiedlichen Drahteigenschaften in Höhe des Werkstückes einnehmen. Anschließend werden die Positionen der Drahtelektroden nach Wechsel von einer Drahtelektrode zur nächsten auf der Grundlage des zwischen diesen Drahtelektroden ermittelten Versatzes korrigiert. Mit der Erfindung wird also der Versatz zwischen zwei eingespannten Drahtelektroden direkt ermittelt, und dieser Versatz anschließend zur Korrektur der Positionen (beispielsweise der Bahn der Führungsköpfe) nach dem Elektrodenwechsel herangezogen. Dies hat den Vorteil, daß im Prinzip alle möglichen Faktoren, die Einfluß auf den tatsächlichen Verlauf der Drahtelektrode zwischen der oberen und unteren Drahtführung haben, dadurch eliminiert werden, daß lediglich ein Wert für den Versatz ermittelt wird und dieser nach Elektrodenwechsel für die Positionskorrektur herangezogen wird.

[0009] Die Erfindung, weitere Merkmale der Erfindung sowie Vorteile der Erfindung werden nunmehr anhand bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1

zeigt eine schematische Teilansicht eines oberen Drahtführungskopfes, in dem der Verlauf einer eingespannten Drahtelektrode ersichtlich wird.

Fig. 1b

zeigt einen Ausschnitt des in Fig. 1a gezeigten Drahtführungskopfes, und zwar die Draht führung.

Fig. 2a, b

zeigen jeweils zwei schematische perspektivische Ansichten eines Arbeitsraumes, eine zwischen zwei Drahtführungsköpfen gespannte Drahtelektrode und je eine Zentrierstelle mit und ohne Aufspannsystem zum Zentrieren der Drahtelektrode.

Fig. 3

zeigt eine exemplarische Tabelle, in der für verschiedene Drahtelektroden bestimmte Elektrodenparameter und ein etwaiger Versatz zu einer verknüpften Drahtelektrode aufgelistet sind.

[0010] Figur 1a zeigt schematisch einen oberen Drahtführungskopf 2, der ein Stromzufuhrmittel 4 sowie eine Drahtführung 6 trägt. Die Drahtführung 6 kann beispielsweise eine offene Drahtführung, wie eine V-Führung sein. Im eingespannten Zustand verläuft eine Drahtelektrode 8 durch einen Kanal 10 innerhalb des Drahtführungskopfes 2. Damit die Drahtelektrode 8 insbesondere bei einer offenen Drahtführung (V-förmig) sicher an dieser anliegt und mit festem Kontakt zu dieser geführt wird, muß die Bearbeitungselektrode 8 unter einem gewissen minimalen Eintrittswinkel γ₀ bezüglich der Vertikalen an die Drahtführung 6 herangeführt werden. In Fig. 1b ist der Eintrittswinkel γ₀ eingezeichnet. Dieser ist der Winkel zwischen der Vertikalen, die an der Anlagefläche der Drahtführung anliegt, und dem Drahtverlauf der Drahtelektrode 8 oberhalb der Drahtführung 6. In der Praxis wird dieser minimale Eintrittswinkel γ₀ dadurch eingestellt, daß die Anlagefläche der in Drahtvorschubrichtung stromauf liegenden Stromzuführung 4 leicht versetzt zur Anlagefläche der Drahtführung 6 ist (siehe Figur la). Dieser Eintrittswinkel γ₀ ist demnach ein fester Winkel, der sich aus der Anordnung von Stromzuführung 4 und Drahtführung 6 im Drahtführungskopf 2 ergibt.

[0011] Aufgrund unterschiedlicher Eintrittswinkel γ₀, Drahtdurchmesser, Elastizitätsmodule und sonstiger Eigenschaften der Drahtelektrode 8 sowie unterschiedlicher Drahtzugkräfte auf die eingespannte Drahtelektrode 8 ergeben sich leichte Unterschiede in den Krümmungen der Drahtelektrode 8 unmittelbar nach deren Ablösepunkt von der Drahtführung 6, was sich in einer bestimmten in Fig. 1b gezeigten Verschiebung δ₀ von der Vertikalen äußert, die an diesem Ablösepunkt anliegt. Mit anderen Worten ist die Krümmung der Drahtelektrode etwas geringer als die Krümmung der Drahtführung, wobei in der Praxis die volle Verschiebung δ₀ bereits wenige Millimeter nach Verlassen der Drahtführung 6 erreicht ist. Somit ist diese Verschiebung δ₀ über die gesamte Werkstückhöhe konstant.

[0012] Die unterschiedlichen Verschiebungen δ₀ führen zu unterschiedlichen Positionen der eingespannten Drahtelektroden 8 bei der Mehrdrahtbearbeitung in Höhe des Werkstückes bei identischer Position des Drahtführungskopfes 2. Wird dieser Unterschied bei einem Wechsel der Drahtelektrode 8 nicht berücksichtigt, so tritt eine Ungenauigkeit der Bearbeitung auf, was die Erfindung zu vermeiden sucht. Selbstverständlich ist anstelle der beschriebenen offenen Drahtführung 6 auch jede andere Führung möglich, bei der ein Eintrittswinkel γ₀ bezüglich einer Drahtführung zu unterschiedlichen Verschiebungen δ₀ bei verschiedenen Drahtelektroden 8 führt.

[0013] Hierzu ermittelt sie nacheinander die verschiedenen Positionen der verschiedenen bei der Mehrdrahtbearbeitung verwendeten Drahtelektroden 8 in Höhe des Werkstückes oder zumindest irgendwo zwischen der oberen und der unteren Drahtführung 6 bzw. die unterschiedlichen Verschiebungen δ₀.

[0014] Die Verschiebung δ₀ kann gemäß folgender Formeln berechnet werden:

wobei in der Formel γ₀ der Eintrittswinkel der Drahtelektrode 8 in die Drahtführung 6 ist, E das Elastizitätsmodul ist, I das aus dem Drahtdurchmesser abgeleitete axiale Flächenmoment zweiten Grades ist und d der Drahtdurchmesser ist.

[0015] Aus den einzelnen berechneten Verschiebungen δ₀ läßt sich der Versatz der Positionen der Drahtmittelpunkte in Höhe des Werkstückes berechnen, indem eine Drahtelektrode 8 als Bezugselektrode herangezogen wird (üblicherweise die Drahtelektrode, mit der die Mehrdrahtbearbeitung gestartet wird) und die Differenz der berechneten Verschiebungen δ₀ der übrigen Drahtelektroden 8 bezüglich der Verschiebung dieser Drahtelektrode 8 bestimmt wird (oder aber die Differenzen der berechneten Verschiebungen δ₀ von bei der Bearbeitung aufeinander folgenden Drahtelektroden 8). Bei der anschließenden Mehrdrahtbearbeitung des Werkstückes wird nach einem Drahtelektrodenwechsel der für die neue Drahtelektrode 8 bestimmte Versatz herangezogen und damit die Bahnführung der neuen Drahtelektrode 8 korrigiert. Die rechnerische Bestimmung und Kompensation der Distanz zwischen den Drahtmittelpunkten führt bereits zu einer merklichen Verbesserung der Fertigungsgenauigkeit bei einer Mehrdrahtbearbeitung.

[0016] Es hat sich weiterhin herausgestellt, daß unterschiedliche Drahtelektroden unterschiedliche Charakteristika haben, die zu unterschiedlichen Verschiebungen δ₀ führen. Selbst gleichartige Drahtelektroden aus unterschiedlichen Lieferungen, bei denen man eigentlich davon ausgehen würde, daß ihr Elastizitätsmodul, etc. ebenfalls gleich ist, haben spürbar unterschiedliche Werkstoffeigenschaften. So haben experimentelle Untersuchungen gezeigt, daß beispielsweise die Biegesteifigkeit zweier gleichartiger Drahtelektroden um 20% und mehr variieren kann, wobei das Elastizitätsmodul E in starkem Maße für diese Streuung verantwortlich ist. Schließlich ändert sich auch der an und für sich maschinenspezifische und konstante Eintrittswinkel γ₀ aufgrund des Verschleiß der Stromzuführung 4 und der Fertigungstoleranz bei der Montage des Drahtführungskopfs 2. Der Verschleiß der Stromzuführung 4 führt beispielsweise zu einer Verschiebung des Auflagepunktes der Drahtelektrode 8 an der Stromzuführung 4 um bis zu 1 mm. Die Berechnung des Versatzes aufgrund gespeicherter Werkstoffparameter ist also lediglich eine Näherung.

[0017] Zur weiteren Steigerung der Fertigungsgenauigkeit wird daher der Versatz diverser Drahtelektroden 8 gemessen. Dies kann im Rahmen mehrerer Zentrierzyklen erfolgen, bei denen jeweils die Position eines Mittelpunktes der an einer Mehrdrahtbearbeitung beteiligten Drahtelektroden 8 durch Anfahren einer gemeinsamen Zentrierstelle im Arbeitsraum ermittelt wird. Ein solcher Zentrierzyklus wird nunmehr anhand der Figuren 2a und b näher erläutert. In der Figur 2a ist der obere Drahtführungskopf 2, ein unterer, von einem unteren Drahtführungsarm 12 getragener Drahtführungskopf 14, die zwischen diesen Drahtführungsköpfen 2 und 14 verlaufende Drahtelektrode 8, ein Arbeitstisch 16 in Form eines Rahmens, ein auf dem Arbeitstisch 16 aufgespanntes Werkstück 18 sowie eine mittels einer Aufspanneinrichtung 20 auf dem Arbeitstisch aufgespannte Zentrierstelle in Form zweier zylinderförmiger Zentrierstifte 22 und 24 gezeigt, die senkrecht zueinander ausgerichtet sind, beispielsweise in Richtung der beiden Hauptachsen X und Y der Drahterodiermaschine. Die Fig. 2b zeigt eine leicht geänderte Situation, in der die Zentrierstelle in Form eines einzigen zylinderförmigen Stiftes 22 unmittelbar am Arbeitstisch 16 angebracht ist.

[0018] Die Erkennung der Drahtelektrode 8 an der Zentrierstelle kann z.B. durch elektrisches Antasten erfolgen. Dieses Verfahren wird bereits in Zusammenhang mit den bekannten Drahtausrichtzyklen angewendet. Hierzu wird auf den Stand der Technik verwiesen. Alternativ zum elektrischen Antasten kommen optische Erkennungsmittel in Frage, beispielsweise eine Lasermeßzelle, wie Sie häufig zur Ausmessung von Fräswerkzeugen eingesetzt wird. Eine miniaturisierte Meßzelle könnte sogar im Drahtführungskopf 2 integriert sein, beispielsweise kurz unterhalb der Drahtführung 6. Eine solche Meßzelle auf optischer Basis ist in der DE 28 26 270 und der EP 0 312 056 beschrieben, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme vollständig in die vorliegende Anmeldung aufgenommen ist.

[0019] Ursache für die Krümmung der Drahtelektrode 8 und die damit einhergehende Verschiebung δ₀ ist der Drahtverlauf innerhalb der Drahtführungsköpfe 2 und 14 vor der Drahtführung 6 (genauer gesagt, im oberen Drahtführungskopf 2 in Drahtvorschubrichtung stromauf der Drahtführung 6 und im unteren Drahtführungskopf 14 in Drahtvorschubrichutng stromab der Drahtführung). Dieser Drahtverlauf ist durch die Anordnung eines letzten Führungselementes vor der jeweiligen Drahtführung 6 gegeben. Dieses Führungselement sorgt dafür, daß die Drahtelektrode 8 immer an der Drahtführung 6 anliegt. In dem in Figur 1a gezeigten Beispiel ist das Führungselement die Stromführung 4. Alternativ kann jedoch jede andere Hilfsführung eingesetzt werden.

[0020] Gewöhnlich muß die Position der Drahtelektroden 8 bezüglich der Zentrierstelle lediglich in einer der Achsrichtungen gemessen werden. Die andere Richtung ist meistens vernachlässigbar. Das Führungselement und die Drahtführung 6 sind in einer vorgegebenen Richtung zueinander versetzt angeordnet, um den Eintrittswinkel γ₀ sicherzustellen. Die Verschiebung δ₀ wird nunmehr bevorzugt lediglich in dieser Richtung gemessen (bei der Stromzuführung 4 als Führungselement ist diese Richtung beispielsweise die Richtung ihrer Flächennormalen). Hierzu muß lediglich z.B. der Zentrierstift 22 angefahren werden. Um den Mittelpunkt der Drahtelektrode 8 in dieser Richtung zu messen, wird beispielsweise die Drahtelektrode 8 von vorne an den Zentrierstift 22 bis zum Kontakt angefahren, die entsprechende Position der Drahtführungsköpfe 2 und 14 in dieser Richtung ermittelt, dann die Drahtelektrode 8 von hinten an den Zentrierstift 22 bis zum Kontakt angefahren, die entsprechende Position der Drahtführungsköpfe 2 und 14 ermittelt und daraus der Mittelpunkt der Drahtelektrode 8 bzw. der Mittelpunkt des Zentrierstiftes 22 bestimmt. Dies wird mit den übrigen Drahtelektroden ebenso durchgeführt, woraus schließlich der Versatz zwischen zwei Drahtelektroden 8 aus den Differenzen der jeweiligen bestimmten Mittelpunkte abgeleitet wird.

[0021] Der Zentrierzyklus findet dabei bevorzugt mit einer bestimmten Referenz-Drahtzugkraft F_Ref statt. Dabei wird etwa diejenige Drahtzugkraft angelegt, die für die anstehende Mehrdrahtbearbeitung effektiv benötigt wird. Es können jedoch auch mehrere Zentrierzyklen mit unterschiedlichen Referenz-Drahtzugkräften über den Anwendungsbereich der jeweiligen Drahtelektrode durchgeführt werden. Die Ergebnisse können für die einzelnen Drahtelektroden nach deren Bezeichnung sortiert zusammen mit weiteren u.a. für die obige Berechnung relevanten Parametern, wie der Drahtdurchmesser, das Drahtmaterial, das Elastizitätsmodul, die Restlänge des Drahtes auf der Vorratsspule, die bei der Messung verwendete Referenz-Drahtzugkraft F_ref gespeichert werden (siehe Tabelle der Figur 3, wobei dort anstelle des Versatzes der Drahtelektroden 8 bezüglich einer Referenz-Drahtelektrode 8 für jede Drahtelektrode 8 deren gemessener Drahtmittelpunkt bezüglich der Zentrierstelle unter der Spalte "Referenzposition" aufgelistet ist).

[0022] Bevorzugt verfügt die Steuerung hierzu über eine erweiterbare Tabelle mit allen auf dieser Drahterodiermaschine verwendbaren Drahtelektroden 8 bzw. sogar allen marktgängigen Drahtelektroden 8, welche der Benutzer zudem nach Belieben ergänzen kann, indem er weitere Drahtelektroden 8 eingeben kann, bzw. indem er zu den Drahtelektroden 8 weitere Angaben über deren chemische Zusammensetzung, elektrische und mechanische Materialkennwerte, insbesondere Zugfestigkeit, und eventuell weitere Hinweise zu den jeweiligen Eigenschaften machen kann. In der Tabelle kann dabei angegeben sein, welche Drähte aktuell miteinander zentriert sind. Hierzu ist in der Tabelle der Figur 3 in deren Spalte "Zentriert mit" beispielsweise angegeben, daß die Drahtelektroden mit den Nummern 05, 06 und 09 miteinander verknüpft sind.

[0023] Die Zentrierzyklen für die einzelnen Drahtelektroden 8 können so optimiert werden, daß einerseits die Meßunsicherheit minimiert und andererseits die Gesamtmeßzeit nicht zu lang wird. Beispielsweise können die Zentrierzyklen mit anderen Funktionen kombiniert werden, die beim Einrichten sowieso ausgeführt werden müssen, z.B. das Drahtausrichten oder das Antasten von Referenzpunkten. Dadurch erhöht sich der Aufwand für die Vorbereitung der Mehrdrahtbearbeitung nur geringfügig. Die Zentrierzyklen werden vorteilhaft soweit möglich automatisiert. Für die verbleibenden manuell vorzunehmenden Schritte (z.B. Aufsetzen des Spannsystems 20, etc.) kann die Steuerung (MMI/GUI) derart ausgestaltet sein, daß sie den Benutzer hierfür durch Ausgabe entsprechender Meldungen und Bereitstellung von Interaktionsmöglichkeiten über Dialogfenstern unterstützt.

[0024] Selbstverständlich ist das Messen des Versatzes über einen Zentrierzyklus aufwendiger und nimmt mehr Zeit in Anspruch als dessen Berechnung nach obigen Formeln, da für ersteres in der Regel ein Dialog mit dem Benutzer, das automatische Einfädeln der Drahtelektrode, das Anfahren der Zentrierstelle, das Bestimmen und das Speichern des Drahtmittelpunktes erforderlich ist, und das für jede einzelne Drahtelektrode. Durch das Messen des Versatzes werden jedoch auch die erwähnte Streuungen der Werkstoffparameter der Drahtelektroden 8, der aktuelle Verschleißzustand der Stromzuführungen und weitere, rechnerisch nicht erfaßbare Variablen berücksichtigt. Dieser Mehraufwand wird bei besonderen Genauigkeitsanforderungen toleriert.

[0025] Zudem kann die rechnerische Näherung des Versatzes und die Messung des Versatzes auch kombiniert werden, um beispielsweise eine Plausibilitätsprüfung für den gemessenen Versatz vorzunehmen. Fallen der berechnete und der gemessene Wert z.B. um mehr als 20µm auseinander, so muß ggf. eine neue Messung gestartet werden.

[0026] Die Messung der Positionen der Drahtelektroden 8 zueinander, die an einer verknüpften Mehrdrahtbearbeitung beteiligt sind, sollte selbstverständlich vor jeder genauigkeitsrelevanten Operation der Werkstückbearbeitung absolviert werden, d.h. beispielsweise bereits vor dem Anfahren der Referenzpunkte, was bei der Gesamtbearbeitung stets vor dem eigentlichen Erodierbetrieb erfolgt. So kann auch die Position des eingespannten Werkstückes beispielsweise mit der gerade eingespannten Drahtelektrode 8 durch Antasten des Werkstückes bestimmt werden, wobei das Werkstück anschließend mit einer anderen Drahtelektrode 8 bearbeitet wird. Auch hierzu ist es erforderlich, daß der Versatz dieser beiden Drahtelektroden 8 zueinander vorab bekannt ist.

[0027] Die CNC-Steuerung der Drahterodiermaschine ist ferner derart ausgestaltet, daß sie dem Benutzer die Möglichkeit gibt, für Mehrdrahtbearbeitungen diejenigen Bearbeitungsobjekte sozusagen miteinander zu verknüpfen, die mit verschiedenen Drahtelektroden 8 bearbeitet werden sollen. Zwecks Vereinfachung der Programmierung kann die Bearbeitung nämlich im Rahmen einer objektorientierten Datenstruktur definiert werden, beispielsweise in Objekte, wie Bearbeitung, Gruppe von Bearbeitungen, Geometrie, Schruppen, Schlichten, Feinschlichten, etc. Mit dieser Objektstruktur ist eine Verknüpfung extrem einfach herzustellen und gut überschaubar. Mit der Verknüpfung legt der Benutzer fest, daß diese Bearbeitungsobjekte einen geometrischen Bezug zueinander haben, d.h. der Versatz der dort zu verwendenden unterschiedlichen Drahtelektroden 8 berücksichtigt werden muß. Die einzelnen Bearbeitungsobjekte werden hierzu direkt miteinander verknüpft, beispielsweise das Objekt "Bearbeitung A" mit dem Objekt "Bearbeitung B", bei denen der Versatz der zugehörigen Drahtelektroden 8 nach deren Wechsel relevant ist. So müssen bei einer Mehrdrahtbearbeitung nicht unbedingt alle Drahtelektroden 8 eine Bearbeitung ausführen, die einen geometrischen Bezug der dabei bearbeiteten Konturen erfordert. Ein typisches Anwendungsbeispiel, bei dem der geometrische Bezug jedoch relevant ist, ist eine Matrize eines Folgeverbundwerkzeuges, die über mehrere Bearbeitungen mit unterschiedlichen Drahtelektroden 8 geschnitten wird. In diesem Fall ist der Drahtversatz der verwendeten Drahtelektroden 8 für die Genauigkeit der einzelnen Schnittkonturen von Bedeutung. Der Benutzer legt also bei Eingabe der zu schneidenden Geometrien fest, welche Schnittkonturen zur Erhöhung der Bearbeitungsgenauigkeit miteinander zu verknüpfen sind. Die CNC-Steuerung überwacht vor Start der Bearbeitung, ob für die miteinander verknüpften Schnittkonturen bereits ein gemeinsamer gültiger Zentrierzyklus durchgeführt worden ist und gibt bei gegenteiligem Ergebnis eine entsprechende Meldung aus.

[0028] Ein möglicher Dialog der Steuerung mit dem Benutzer beim Einrichten kann dabei wie folgt aussehen. Der Benutzer beginnt mit der Auswahl "Bearbeitung einrichten". Dann wählt er die auszuführenden Bearbeitungen aus und entscheidet über ein entsprechendes Dialogfenster, ob er im Rahmen einer verknüpften Mehrdrahtbearbeitung besonders genau arbeiten möchte, was die Durchführung eines Zentriervorgangs voraussetzt, oder nicht, wozu eine Berechnung des theoretischen Versatzes der beteiligten Drahtelektroden 8 genügt.

[0029] Darauf wird die Liste der gespeicherten Drahtsorten in einem Dialogfenster aufgeführt und der Benutzer wird aufgefordert, diejenigen Drahtelektroden 8 zu bezeichnen, die den gemeinsamen Zentriervorgang durchführen sollen. Die Steuerung untersucht daraufhin, ob die bezeichneten Drahtelektroden 8 bereits einen gültigen gemeinsamen Zentriervorgang ausgeführt haben bzw. ob bereits ein Teil der beteiligten Drahtelektroden zueinander zentriert ist. Wird dies von der Steuerung bejaht und erfolgt eine entsprechende Meldung an den Benutzer. Der Benutzer kann dann den alten Zentriervorgang entweder übernehmen, zurücksetzen oder durch einen neuen Zentriervorgang ersetzen. Wenn die Steuerung feststellt, daß die bezeichneten Drahtelektroden noch keinen gültigen gemeinsamen Zentrierzyklus ausgeführt haben, dann wird dieser sofort eingeleitet. Alternativ zur direkten Eingabe der zu verknüpfenden Bearbeitungsobjekte kann der Benutzer auch einfach die beteiligten Drahtelektroden 8 miteinander verknüpfen, wobei die Steuerung beim Drahtwechseln automatisch den Drahtversatz kompensiert. Gleichzeitig mit dem eingeleiteten Zentriervorgang wird auch der theoretische Versatz anhand der gespeicherten Drahtkennwerte und der verwendeten Drahtzugkraft berechnet, um die Plausibilität des Zentriervorganges zu überprüfen.

[0030] Wenn ein neuer Zentriervorgang nur für einen Teil der Drahtelektroden ausgeführt werden muß, so fragt ein Dialogfenster den Benutzer, ob der Meßstift versetzt wurde. Wenn ja, dann werden die Meßwerte aller früheren Zentrierzyklen zurückgesetzt. Ferner fragt die Steuerung den Benutzer nach Entfernen einer Drahtvorratsrolle und Ersetzen durch eine neue Rolle, ob die Funktion "Drähte zentrieren" für alle miteinander verknüpften Drahtelektroden mit der neu ausgetauschten Drahtelektrode erneut ausgeführt werden soll oder nicht, bzw. ob die Daten eines früheren Zentrierzyklus noch gültig sind oder nicht. Vorteilhaft ist die Drahtwechseleinrichtung mit Drahtdetektoren versehen, damit die Steuerung obige Abfrage automatisch initiert.

[0031] Die Erfindung kann ferner mit dem Nachschneideverfahren gemäß EP 0 578 018 B1 derselben Anmelderin kombiniert werden, bei dem die Steuerung selbständig erkennt, ob die Schnittbahn der ersten Drahtelektrode (Hauptschnitt) mit der zweiten und ggf. dritten Drahtelektrode übereinstimmt. Trifft dies zu, so können die Nachschnitte mit Bezug auf die vom Hauptschnitt erzeugte Kontur ausgeführt werden, wie dies in der zitierten Patentschrift beschrieben ist. Hierbei handelt es sich um einen Spezialfall, bei dem ein Zentriervorgang trotz Mehrdrahtbearbeitungen entfallen kann.

[0032] Hierzu gibt er beispielsweise, wie in der Tabelle der Figur 3 in deren Spalte "Zentriert mit" dargestellt ist, ein, daß die Drahtelektroden mit den Nummern 05, 06 und 09 miteinander verknüpft sind.

Ansprüche

1. Verfahren zum funkenerosiven Bearbeiten eines Werkstückes (18), wobei die Bearbeitung mit wenigstens zwei Drahtelektroden (8) durchgeführt wird, welches die folgenden Schritte umfaßt:

- Ermitteln des Versatzes der beiden Positionen der wenigstens zwei Drahtelektroden (8) zueinander, die die Drahtelektroden (8) bei ihrer Einspannung aufgrund ihres Eintrittswinkels (γ₀) auf eine zugehörige Drahtführung (6) und ihrer unterschiedlichen Drahteigenschaften in Höhe des Werkstückes (18) einnehmen, und

- Korrigieren der Positionen der Drahtelektroden (8) nach Wechsel von einer Drahtelektrode (8) zur nächsten auf der Grundlage des zwischen diesen Drahtelektroden (8) ermittelten Versatzes.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Versatz berechnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Versatz auf der Grundlage des Drahtdurchmessers, des Elastizitätsmoduls der Drahtelektrode (8), der Zugkraft auf die Drahtelektrode (8) und des Eintrittswinkel der Drahtelektrode (8) auf die Drahtführung (6) berechnet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Versatz auf der Grundlage folgender Formeln berechnet wird:

wobei γ₀ der Eintrittswinkel der Drahtelektrode (8) auf die Drahtführung (6) ist, E das Elastizitätsmodul der Drahtelektrode (8) ist, I das axiale Flächenmoment der Drahtelektrode (8) ist, F die Zugkraft auf die Drahtelektrode (8) ist, und d der Durchmesser der Drahtelektrode (8) ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Versatz gemessen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem der Versatz gemessen wird, indem

a) eine erste Drahtelektrode (8) eingespannt wird,

b) eine erste Position der Drahtelektrode (8) im Arbeitsraum bezüglich eines Bezugspunkts (22; 24) gemessen wird,

c) eine zweite Drahtelektrode (8) eingespannt wird,

d) eine zweite Position der zweiten Bearbeitungselektrode (8) im Arbeitsraum bezüglich des Bezugspunktes (22; 24) gemessen wird,

e) der Versatz als Differenz zwischen der gemessenen ersten und der gemessenen zweiten Position bestimmt wird, und

g) die Schritte a) bis e) ggf. für weitere Drahtelektroden (8) wiederholt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem als Bezugspunkt eine gemeinsame Zentrierstelle (22; 24) angefahren wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, bei dem die Positionen mittels einer im Draht führungskopf (2) integrierten optischen Meßzelle gemessen werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem der Versatz der Drahtelektroden (8) bei konstanter Zugkraft auf die Drahtelektroden (8) gemessen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei dem der mehrere Sätze für den Versatz der Drahtelektroden (8) für unterschiedliche Zugkräfte auf die Drahtelektrode (8) gemessen werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, bei dem der Versatz der Drahtelektroden (8) ausschließlich in Richtung des den Eintrittswinkel (γ₀) hervorrufenden Versatzes eines Führungselementes zur Drahtführung (6), insbesondere in Richtung senkrecht zur Anlagefläche der Drahtelektrode (8) an einer als Führungselement dienenden Stromzuführung (4), gemessen wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei dem auf der Basis eines gemessenen und eines berechneten Wertes für den Versatz eine Plausibilitätsüberprüfung für den gemessenen Wert durchgeführt wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Bearbeitung in einzelne Bearbeitungsobjekte unterteilt ist, und der Benutzer auswählen kann, welche Bearbeitungsobjekte miteinander zu verknüpfen sind, wobei eine Verknüpfung bedeutet, daß der Versatz der bei den verknüpften Bearbeitungsobjekten beteiligten Drahtelektroden (8) bei der Bearbeitung korrigiert werden soll.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 13, bei dem die gemessenen Positionen zusammen mit weiteren Drahtparametern, wie Durchmesser, Referenzkraft in einer Tabelle gespeichert werden.

15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der Benutzer in der Tabelle auswählen kann, welche der dort gespeicherten Drahtelektroden (8) für die Bearbeitung zu verknüpfen sind, wobei eine Verknüpfung bedeutet, daß der Versatz der verknüpften Drahtelektroden (8) bei der Bearbeitung korrigiert werden soll.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem beim Einrichten automatisch geprüft wird, ob die Positionen der verknüpften Drahtelektroden (8) zueinander bereits gemessen worden sind.

17. Elektroerosionsmaschine, die für eine Mehrdrahtbearbeitung ausgestaltet ist, mit:

- einem Führungskopf (2) zum Führen einer Bearbeitungselektrode (8),

- einer Steuerungseinrichtung zum Steuern der Bahn des Führungskopfes (2), wobei die Steuerungseinrichtung derart ausgestaltet ist, daß sie den Versatz der Positionen von wenigstens zwei Drahtelektroden (8) zueinander ermittelt, die die Drahtelektroden (8) bei ihrer Einspannung aufgrund ihres Eintrittswinkels (γ₀) auf eine zugehörige Drahtführung (6) und ihrer unterschiedlichen Drahteigenschaften in Höhe des Werkstückes (18) einnehmen, und die während der Werkstückbearbeitung nach Wechsel von einer Drahtelektrode (8) zur nächsten die Positionen des Führungskopfes (2) auf der Grundlage des zwischen diesen Drahtelektroden (8) ermittelten Versatzes korrigiert.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei dem die Steuerungseinrichtung zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 16 ausgestaltet ist.

Zeichnung